Способ перемещения рулона упаковочного материала из пункта хранения к подающему устройству упаковочной машины для изготовления герметичной упаковки пищевых продуктов и зажимное устройство для зажима такого рулона

Группа изобретений относится к области транспортировки рулонов. Погрузчик для перемещения рулона содержит зажимное устройство. Зажимное устройство содержит пару зажимных элементов. Зажимные элементы выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга вдоль первой оси и совместного поворота вокруг второй оси. Вторая ось ориентирована поперечно первой оси. При перемещении рулона зажимают кромку рулона зажимными элементами. Поворачивают зажимные элементы относительно рулона. Удерживают рулон на зажимных элементах, взаимодействуя с частью рулона. Взаимодействующая часть рулона расположена радиально внутри относительно периферийной кромки. Упрощается снятие рулонов с поддона и загрузка рулонов в подающее устройство. Снижается риск повреждения внешнего слоя рулона. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу перемещения рулона упаковочного материала из пункта хранения к подающему устройству упаковочной машины для изготовления герметичной упаковки пищевых продуктов.

Кроме того, настоящее изобретение относится к зажимному устройству для зажима рулона упаковочного материала.

Уровень техники

Различные пищевые продукты, такие как фруктовые соки, пастеризованное или высокопастеризованное (подвергнутое ультравысокотемпературной обработке) молоко, вино, томатный соус и т.д., продают в упаковке, изготовленной из стерилизованного упаковочного материала.

Типичным примером такой упаковки является имеющая форму параллелепипеда упаковка для жидких или разливаемых пищевых продуктов, известная под наименованием Tetra Brick Aseptic (зарегистрированный товарный знак), которая изготавливается путем сгибания и сваривания ламинированного полосового упаковочного материала.

Такой упаковочный материал имеет многослойную структуру, по существу содержащую основной слой, обеспечивающий жесткость и прочность, выполненный из волокнистого материала, например из бумаги или пропилена с минеральным наполнителем, и множество слоев термосвариваемого пластика, например полиэтиленовой пленки, покрывающей обе стороны основного слоя.

В случае асептической упаковки для длительного хранения продуктов, например высокопастеризованного молока, упаковочный материал также содержит слой газо- и светонепроницаемого барьерного материала, например алюминиевую фольгу или пленку из этилен-винилового спирта, которая наложена на слой термосвариваемого пластика и, в свою очередь, покрыта другим слоем термосвариваемого пластика, образующего внутреннюю сторону упаковки, контактирующую с пищевым продуктом.

Как известно, упаковку такого типа производят на полностью автоматических упаковочных машинах, имеющих устройство подачи, в которое загружают рулоны упаковочного материала.

В частности, из подаваемого в форме полосы упаковочного материала в упаковочной машине формируют бесконечную трубу; полосу упаковочного материала в упаковочной машине стерилизуют, например, химическим стерилизующим агентом, например раствором перекиси водорода, который затем удаляют, например, нагреванием и выпариванием с поверхности упаковочного материала.

Стерилизованную полосу удерживают в замкнутой стерильной среде и сворачивают в цилиндр, после чего продольно сваривают для формирования трубы.

Трубу подают в первом вертикальном направлении, параллельном ее оси, непрерывно заполняют стерилизованным или обработанным в стерильных условиях пищевым продуктом и сваривают с равными интервалами двумя парами сварочных клещей для формирования упаковок в форме подушки, каждая из которых имеет верхнюю или нижнюю поперечные сваренные полосы, т.е. полосы, проходящие во втором направлении, ортогональном первому направлению. Упаковки в форме подушки отделяют друг от друга, разрезая соответствующие сваренные полосы, и подают на машину, формирующую соответствующие упаковки.

Рулоны упаковочных материалов обычно хранят на поддоне в пункте хранения и забирают с поддона и загружают в подающее устройство упаковочной машины.

Точнее, первый манипулятор забирает рулон из пункта хранения, а второй манипулятор принимает рулон, ось которого ориентирована горизонтально, и загружает этот рулон в подающее устройство. Второй манипулятор содержит загружающее оборудование, чтобы правильно вставить рулон в подающее устройство упаковочной машины.

В отрасли существует потребность как можно больше упростить процесс снятия рулонов с поддона и последующей загрузки рулонов в подающее устройство.

Кроме того, существует потребность в максимальной степени уменьшить риск повреждения внешнего слоя упаковочного материала, когда рулон загружается в подающее устройство.

Наконец, из-за ограниченности пространства в подающем устройстве, существует необходимость облегчить загрузку рулонов в подающее устройство.

Краткое описание изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа перемещения рулона упаковочного материала и зажимного устройства для зажима такого рулона упаковочного материала, которые способны удовлетворить по меньшей мере одну из вышеперечисленных потребностей просто и экономично.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ перемещения рулона упаковочного материала из пункта хранения на подающее устройство упаковочной машины для изготовления герметичных упаковок пищевых продуктов, как заявлено в п.1 формулы изобретения.

Настоящее изобретение также относится к зажимному устройству для зажима рулона упаковочного материала, как заявлено в п.9.

Краткое описание чертежей

Далее следует подробное описание предпочтительного неограничивающего варианта настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

фиг. 1 - вид в перспективе зажимного устройства по настоящему изобретению;

фиг. 2-5 - виды в перспективе зажимного устройства по фиг. 1 в соответствующих рабочих положениях;

фиг. 6 - вид сбоку в уменьшенном масштабе зажимного устройства с фиг. 1-5, в следующем рабочем положении, а также вид подающего устройства упаковочной машины; и

фиг. 7 - вид в перспективе зажимного устройства с фиг. 1-6, соединенного со шпинделем.

Подробное описание изобретения

Ссылочной позицией 1 на фиг. 1-7 обозначено зажимное устройство для перемещения рулона 2 упаковочного материала из пункта 3 хранения (на фиг. 2 показан лишь схематически) на подающее устройство 4 (фиг. 6) упаковочной машины 5 для производства герметичных упаковок пищевого продукта из трубы, сформированной из полосы упаковочного материала.

В частности, рулон 2 содержит внешнюю проходящую по окружности периферийную кромку 6, центральное сквозное отверстие 7, расположенное радиально внутри относительно периферийной кромки 6, и пару боковых поверхностей 9, расположенных напротив друг друга и проходящих от отверстия 7 до периферийной кромки 6. Отверстие 7 также расположено соосно с рулоном 2 (фиг. 2).

Кроме того, рулоны 2 в пункте 3 хранения уложены друг на друга, предпочтительно, на поддоне, и их оси проходят в вертикальном направлении (фиг. 2).

Однако каждый рулон 2 подается на подающее устройство 4 так, что его ось проходит в горизонтальном направлении (фиг. 6).

Как показано на фиг. 6, подающее устройство 4 по существу содержит раму 11, определяющую отсек 12, в который вставляется рулон 2.

В частности, шпиндель 18 (фиг. 4 и 5) содержит пару цилиндрических центральных участков 20 (на фиг. 7 показан только один из них), соосно расположенных в отверстии 7 рулона 2, и пару цилиндрических выступов 23, отходящих от соответствующих противоположных сторон участков 20.

Диаметр каждого выступа 23 меньше диаметра участков 20 и содержит кольцевую канавку 24, и конец 26, расположенный на противоположной стороне канавки 24 относительно соответствующего участка 20.

Упаковочная машина 5 предпочтительно производит герметичные упаковки разливаемого пищевого продукта, например пастеризованного или высокопастеризованного молока, фруктового сока, вина и т.п.

Упаковочная машина 5 также может производить герметичные упаковки пищевого продукта, который при производстве упаковок заливается в трубу и отвердевает после герметизации упаковки. Одним примером такого пищевого продукта является порция сыра, которая плавится при изготовлении упаковки и отвердевает после герметизации упаковки.

Упаковочный материал имеет многослойную структуру (не показана) и содержит слой волокнистого материала, обычно - бумаги, покрытый с обеих сторон соответствующими слоями термосвариваемого пластика, например полиэтилена. В случае асептической упаковки для продуктов длительного хранения, например высокопастеризованного молока, упаковочный материал также содержит слой газо- и светонепроницаемого материала, например алюминиевую фольгу или пленку из этилен-винилового спирта, который наложен на слой термосвариваемого пластика и, в свою очередь, покрыт другим слоем термосвариваемого пластика, образующего внутреннюю поверхность упаковки, контактирующую с пищевым продуктом.

Трубу формируют известным способом, продольно сгибая и сваривая полосу (не показана) термосвариваемого листового материала, заполняют через заполняющую трубу (не показана) стерилизованным или переработанным в стерильных условиях пищевым продуктом для упаковки и подают известным непоказанным способом в вертикальном направлении, заваривают и разрезают на секции одинакового размера.

Зажимное устройство 1 предпочтительно установлено на погрузчике, показанном на фиг. 6.

Зажимное устройство 1 преимущественно содержит пару зажимных рычагов 10, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга по оси Х (горизонтальной на фиг. 1, 2, 6 и 7 и вертикальной на фиг. 3-5), в любое из следующих положений: раскрытое положение, в котором они не касаются рулона 2, первое положение зажима (фиг. 2-5), в котором они находятся на первом расстоянии друг от друга и взаимодействуют с кромкой 6 рулона 2, и второе положение зажима, в котором они находятся на втором расстоянии друг от друга, меньшем, чем первое расстояние, и сжимают отверстие 7 рулона 2, взаимодействующее со шпинделем 18. Зажимные рычаги 10 выполнены с возможностью совместного поворота вокруг оси Y, проходящей поперечно оси Х.

В частности, первое расстояние равно диаметру рулона 2.

Когда зажимные рычаги 10 находятся в раскрытом состоянии, они находятся на третьем расстоянии друг от друга, которое больше первого расстояния.

Зажимные рычаги 10 по существу параллельны. Кроме того, зажимные рычаги выполнены с возможностью совместного перемещения по вертикальной оси Z, поперечной и оси Х, и оси Y.

Оси Y, Z фиксированы относительно движения зажимных рычагов 10 между раскрытым положением, первым зажимным положением и вторым зажимным положением.

Ось Х не меняет своего положения относительно рычагов 10 и ориентирована ортогонально к осям Y, Z, когда ось зажатого рулона 2 ориентирована горизонтально (фиг. 2 и 6). Когда ось зажатого рулона 2 ориентирована вертикально (фиг. 3-5), ось X ориентирована параллельно оси Z и ортогонально оси Y.

Более подробно, зажимное устройство 1 по существу содержит:

пару вертикальных направляющих 15, установленных на погрузчике 8;

каретку 16, выполненную с возможностью скольжения по оси Z по направляющим 15;

суппорт 17, выполненный с возможностью вращения вокруг оси Y относительно каретки 16 и из которого выступают зажимные рычаги 10, расположенные на стороне, противоположной направляющим 15 и каретке 16.

Каждый зажимной рычаг 10 содержит по существу трапецеидальный участок 13, примыкающий к суппорту 17, и свободный участок 14, на противоположной стороне трапецеидального участка 13 относительно суппорта 17.

Свободный участок 14 имеет по существу прямоугольную форму и гнездо 19, имеющее форму, позволяющую соединяться с канавкой 24 шпинделя 18. Предпочтительно, гнездо 19 является сквозным и имеет U-образную форму.

Свободный участок 14 каждого зажимного рычага также содержит подушку 21, выполненную из эластомера, выполненную с возможностью взаимодействия с кромкой 6 рулона 2.

В частности, подушка 21 расположена на той стороне свободного участка 14 каждого зажимного рычага 10, которая обращена к другому зажимному рычагу 10.

Подушка 21 каждого зажимного рычага 10 также расположена между соответствующим трапецеидальным участком 13 и соответствующим гнездом 19 в направлении оси Y.

Зажимное устройство 1 также содержит пару приводов 22 переменной длины, каждый из которых расположен между концами соответствующих трапецеидальных участков 13, примыкающими к суппорту 17.

Приводы 22 по существу удлиняются параллельно суппорту 17 и ортогонально к зажимным рычагам 10 и применяются для изменения расстояния между зажимными рычагами 10 по оси Х.

Точнее, при удлинении приводов 22 зажимные рычаги 10 расходятся друг от друга по оси Х. Кроме того, когда длина приводом 22 сокращается, зажимные рычаги сходятся по оси Х.

Далее следует описание работы зажимного устройства 1, начиная с конфигурации, показанной на фиг. 2, где зажимное устройство, установленное на погрузчике 8, снимает рулон 2 с пункта 3 хранения.

Точнее, рулоны 2 в пункте хранения хранятся в положении, при котором их собственные оси проходят горизонтально.

Когда зажимное устройство 1 снимает рулон 2 с пункта 3 хранения, зажимные рычаги 10 перемещаются из раскрытого положения в первое положение зажима и взаимодействуют с кромкой 6 рулона 2.

В этом положении ось Х ориентирована горизонтально и ортогонально с осями Y, Z (фиг. 2).

Затем зажимные рычаги 10 совместно поворачиваются вместе с рулоном 2 вокруг оси Y на угол 90 градусов в первом направлении. В конце поворота ось рулона 2 проходит горизонтально, а ось X проходит параллельно оси Z и ортогонально оси Y. Другими словами, ось Х ориентирована вертикально.

На этом этапе участки 20 вручную вставляют в отверстие 7 рулона 2 так, чтобы выступы 23 выступали с обеих сторон отверстия 7 (фиг. 3).

Затем зажимные рычаги 10 опускают (фиг. 4) вместе с рулоном 2 по оси Z, пока рулон 2 не начнет опираться на стойку 30 (фиг. 5).

Точнее, стойка 30 по существу содержит горизонтальное основание 35 и пару выступов 36, выступающих вверх от основания 35. Выступы 36 определяют соответствующие канавки 37.

Когда рулон 2 опирается на стойку 30, канавки 37 взаимодействуют с концами 26 шпинделя 18.

Затем зажимные рычаги переводят в раскрытое положение и поворачивают вокруг оси Y на 90 градусов относительно рулона 2 во втором направлении, противоположном первому. В конце поворота ось Х занимает горизонтальное положение.

Кроме того, зажимные рычаги 10 переводят во второе положение зажима и гнезда 19 вступают во взаимодействие с канавками 24 шпинделя 18.

Затем, зажимные рычаги 10 поднимают по оси Z и поднимают рулон 2 вместе со шпинделем 18. Погрузчик 8 перевозит рулон 2 к подающему устройству 4 упаковочной машины 5 и вставляет его в отсек 12 (фиг. 6).

Наконец, рулон 2 устанавливают вместе со шпинделем 18 на опору в отсеке 12, зажимные рычаги перемещаются в раскрытое положение, и погрузчик отъезжает от подающего устройства 4.

Преимущества зажимного устройства 1 и способа перемещения рулона по настоящему изобретению понятны из вышеприведенного описания.

В частности, зажимное устройство 1 использует одни и те же зажимные рычаги 10 и для снятия рулона с пункта 3 хранения, и для загрузки рулона 2 в подающее устройство.

Поэтому движение рулона 2 от пункта 3 хранения до подающего устройства 4 осуществляется очень просто.

Кроме того, когда рулон 2 загружается в подающее устройство 4, шпиндель 18 зажат зажимными рычагами 10, тогда как кромка 6 рулона 2 не зажата.

Соответственно, при загрузке рулона 2 по существу отсутствует риск повреждения внешнего слоя упаковочного материала, определяющего кромку 6.

Кроме того, благодаря тому что шпиндель 18 вставлен в отверстие 7 рулона 2, облегчается центрирование рулона в отсеке 12.

Наконец, зажимное устройство 1 не требует наличия погрузочного оборудования для правильной установки рулона 2 в отсеке 12.

Очевидно, что в описанные и показанные зажимное устройство 1 и способ перемещения рулона можно внести различные изменения, не выходящие за пределы объема защиты настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ перемещения рулона (2) упаковочного материала из пункта (3) хранения на подающее устройство (4) упаковочной машины (5), отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:
зажимают периферийную кромку (6) рулона (2), используя пару зажимных элементов (10) зажимного устройства (1);
поворачивают зажимные элементы (10) относительно рулона (2) и
удерживают рулон (2) на паре зажимных элементов (10) путем взаимодействия с частью (7) рулона (2), расположенной радиально внутри относительно периферийной кромки (6).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после этапа зажима периферийной кромки (6) рулона (2) и перед этапом поворота зажимных элементов (10) устанавливают рулон (2) на стойку (30).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает этап, на котором забирают рулон (2) с пункта (3) хранения, и этап, на котором рулон (2) вставляют в подающее устройство (5);
при этом этап, на котором забирают рулон (2), включает этап, на котором зажимают периферийную кромку (6); а
этап, на котором вставляют рулон (2), выполняют, удерживая рулон (2) путем взаимодействия с участком (7).

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что шпиндель (18) вводят в отверстие (7) рулона (2), расположенное радиально внутри относительно периферийной кромки (6); при этом этап ввода шпинделя выполняют до этапа удержания рулона (2) путем взаимодействия с участком (7); причем этап удержания рулона (2) путем взаимодействия с участком (7) включает этап, на котором зажимают шпиндель (18) зажимными элементами (10).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что этап установки осуществляют до этапа удержания рулона (2) на стойке (30).

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что этап установки шпинделя (18) осуществляют вручную.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что на этапе загрузки рулона (2) в подающее устройство (4) рулон (2) загружают в подающее устройство (4) вместе со шпинделем (18).

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что зажимные элементы (10) поворачивают вместе с рулоном (2) после этапа зажима периферийной кромки (6) и перед этапом поворота зажимных элементов относительно рулона (2).

9. Зажимное устройство (1) для зажима рулона (2) упаковочного материала, отличающееся тем, что оно содержит пару зажимных элементов (10), выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга вдоль первой оси (Х) в любое из следующих положений:
раскрытое положение, в котором они отсоединены от рулона (2);
первое положение зажима, в котором они расположены на первом расстоянии друг от друга и зажимают, при использовании, периферийную кромку (6) рулона (2), и
второе положение зажима, в котором они находятся на втором расстоянии друг от друга, меньшем, чем первое расстояние, и поддерживают, при использовании, рулон (2) путем взаимодействия с участком (7), расположенным радиально внутри относительно периферийной кромки (6);
при этом зажимные элементы (10) выполнены с возможностью поворота совместно друг с другом вокруг второй оси (Y), ориентированной поперечно первой оси (Х).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что зажимные элементы (10) выполнены с возможностью скольжения совместно друг с другом вдоль третьей оси (Z), ориентированной поперечно второй оси (Y).

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что каждый зажимной элемент (10) содержит:
первый участок (12), выполненный с возможностью взаимодействия с периферийной кромкой (6) рулона (2) в первом положении зажима; и
второй участок (19), определяющий гнездо (19), имеющее такую конфигурацию, чтобы во втором положении зажима входить в зацепление со шпинделем (18), вставленным в отверстие (7) рулона (2).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что первый участок (21) содержит подушку (21), выполненную из эластомера.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что гнездо (19) имеет U-образную форму.

14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что оно содержит:
по меньшей мере, одну направляющую (15);
по меньшей мере, одну каретку (16), выполненную с возможностью перемещения относительно направляющей (15) вдоль третьей оси (Z); и
суппорт (17), выполненный с возможностью поворота относительно каретки (16) вокруг второй оси (Y) и поддерживающий зажимной элемент (10) с возможностью перемещения относительно первой оси (Х).

15. Погрузчик (8) для перемещения рулона (2) упаковочного материала от пункта (3) хранения к подающему устройству (4) упаковочной машины (5), отличающийся тем, что он содержит зажимное устройство (1) по любому из пп.9-14.